如果想看到高分辨率物體，例如細胞中的納米級結構，就必須使用高功率且昂貴的超分辨率顯微鏡。試想，如果讓物體膨脹變大，那觀察可能就會變得更容易。據(jù)最新一期《自然·方法》雜志報道，美國麻省理工學院的研究人員開發(fā)了一種在成像前先讓組織膨脹的方法，最高可將其擴大20倍。這種簡單且廉價的方法可能為幾乎所有生物學實驗室實現(xiàn)納米成像鋪平道路。

該技術實現(xiàn)的分辨率約為20納米，科學家可以看到細胞內(nèi)的細胞器以及蛋白質(zhì)簇。20倍的膨脹效果讓科學家“踏入”了生物分子發(fā)揮作用的微觀世界，因為生命的構成單元是納米級物質(zhì)。

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研究人員發(fā)明了膨脹顯微成像技術，他們利用這種新技術創(chuàng)建大腦海馬體神經(jīng)元的圖像。

膨脹顯微成像技術發(fā)明于2015年。該技術需要將組織嵌入到一種吸水聚合物中，并分解將組織結合在一起的蛋白質(zhì)。當加入水時，凝膠會膨脹，將生物分子彼此拉開。該技術的原始版本可以將組織膨大約4倍。2017年，該研究團隊實現(xiàn)了總體20倍的膨脹，但過程十分復雜。

在這項新研究中，研究人員只用一個步驟就實現(xiàn)了20倍的膨脹。其秘訣就在于，找到并優(yōu)化了一種由N,N-二甲基丙烯酰胺（DMAA）和丙烯酸鈉組成的凝膠。它具有極強吸水性，又具備機械穩(wěn)定性，在膨脹20倍時不會破裂。

借助這一技術，研究人員能夠拍攝到腦細胞內(nèi)部許多微小的結構，包括負責神經(jīng)元通信的突觸納米柱的結構。在癌細胞的研究中，還拍攝到了幫助細胞維持結構并在細胞分裂中發(fā)揮重要作用的微管，以及線粒體和單個核孔復合體的組織結構。